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C++ string 类详解

admin 2019-5-31 15:54 117人围观 C++相关


作者:tongye

链接:https://www.cnblogs.com/tongye/p/10760154.html

字符串是存储在内存的连续字节中的一系列字符。C++ 处理字符串的方式有两种,一种来自 C 语言,常被称为 C-风格字符串,另一种是基于 string 类库的字符串处理方式。C 风格字符串的处理,本文着重介绍 string 类库的使用。

一、string 类简介


C++ 中提供了专门的头文件 string(注意不是 string.h,这个是 C 风格字符串相关函数的头文件),来支持 string 类型。string 类定义隐藏了字符串的数组性质,让我们可以像处理普通变量那样处理字符串。string 对象和字符数组之间的主要区别是:可以将 string 对象声明为简单变量,而不是数组。

1.1 string 类几种常见的构造函数:

1)string(const char *s) :将 string 对象初始化为 s 指向的字符串

string str("Hello!");

2)string(size_type n,char c) :创建一个包含 n 个元素的 string 对象,其中每个元素都被初始化为字符 c

string str(10,'a');

3)string(const string &str) :将一个 string 对象初始化为 string 对象 str(复制构造函数)

string str1("hello!");
string str2(str1);


4)string() :创建一个默认的 string 对象,长度为 0(默认构造函数)

string str;     // 创建一个空的 string 对象

string 类的设计允许程序自动处理 string 的大小,因此,上述代码创建了一个长度为 0 的string 对象,但是向 str 中写入数据时,程序会自动调整 str 的长度。因此,与使用数组相比,使用 string 对象更方便,也更安全。

1.2 用 C 语言风格初始化 string 对象:

C++ 允许使用 C 语言风格来初始化 string 对象:

string str = "hello!";

二、获取 string 对象的长度


在 C 语言中,使用 strlen 函数获取字符串的长度。在 C++ 中,可以使用 string.size() 函数或 string.length() 函数来获得 string 对象的长度。在 C++ 标准库中,两者的源代码如下:

size_type   __CLR_OR_THIS_CALL   length()   const  
  { //   return   length   of   sequence  
  return   (_Mysize);  
  }  

  size_type   __CLR_OR_THIS_CALL   size()   const  
  { //   return   length   of   sequence  
  return   (_Mysize);  
  }


可见,这两个方法是完全一样的,并没有区别。length() 方法是 C 语言习惯保留的,size() 方法则是为了兼容 STL 容器而引入的。

string str("Hello,World!");
int strLen1 = str.length();
int strLen2 = str.size();

三、复制 string 对象


在 C 语言中,使用 strcpy、strncpy 函数来实现字符串的复制。在 C++ 中则方便很多,可以直接将一个 string 对象赋值给另一个 string 对象,即:

string str1("Hello,World!");
string str2;
str2 = str1;


由于 string 类会自动调整对象的大小,因此不需要担心目标数组不够大的问题。

四、string 对象的拼接和附加


在 C 语言中,使用 strcat、strncat 函数来进行字符串拼接操作。在 C++ 中也有多种方法来实现字符串拼接和附加操作:

4.1 使用 + 操作符拼接两个字符串

string str1("hello ");
string str2("world!");
string str3 = str1 + str2;


4.1 使用 += 操作符在字符串后面附加内容

可以使用 += 来在一个 string 对象后面附加一个 string 对象、字符以及 C 风格的字符串:

string str1("hello ");
string str2("world!\n");

str1 += str2;
str1 += "nice job\n";
str1 += 'a';


4.2 使用 string.append() 函数

可以使用 string.append() 函数来在一个 string 对象后面附加一个 string 对象或 C 风格的字符串:

string str1 = "hello,world!";
string str2 = "HELLO,WORLD!";

str1.append(str2);
str1.append("C string");


4.3 使用 string.push_back() 函数

可以使用 string.push_back() 函数来在一个 string 对象后面附加一个字符:

string str("Hello");
str.push_back('a');

五、string 对象的比较


在 C 语言中,使用 strcmp、strncmp 函数来进行字符串的比较。在 C++ 中,由于将 string 对象声明为了简单变量,故而对字符串的比较操作十分简单了,直接使用关系运算符(==、!=、<、<=、>、>=)即可:

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str1("hello");
    string str2("hello");

    if (str1 == str2)
        cout << "str1 = str2" << endl;
    else if (str1 < str2)
        cout << "str1 < str2" << endl;
    else
        cout << "str1 > str2" << endl;

    return 0;
}


当然,也可以使用类似 strcmp 的函数来进行 string 对象的比较,string 类提供的是 string.compare() 方法,函数原型如下:

int compare(const string&str) const;
int compare(size_t pos,size_t len,const string&str)const;    // 参数 pos 为比较字符串中第一个字符的位置,len 为比较字符串的长度
int compare(size_t pos,size_t len,const string&str, size_t subpos,size_t sublen)const;
int compare(const char * s)const;
int compare(size_t pos,size_t len,const char * s)const;
int compare(size_t pos,size_t len,const char * s,size_t n)const;


compare 方法的返回值如下:

1)返回 0,表示相等;

2)返回结果小于 0,表示比较字符串中第一个不匹配的字符比源字符串小,或者所有字符都匹配但是比较字符串比源字符串短;

3)返回结果大于 0,表示比较字符串中第一个不匹配的字符比源字符串大,或者所有字符都匹配但是比较字符串比源字符串长。

六、使用 string.substr() 函数来获取子串


可以使用 string.substr() 函数来获取子串,string.substr() 函数的定义如下:

string substr(size_t pos = 0,size_t len = npos)const;

其中,pos 是子字符串的起始位置(索引,第一个字符的索引为 0),len 是子串的长度。这个函数的功能是:复制一个 string 对象中从 pos 处开始的 len 个字符到 string 对象 substr 中去,并返回 substr。

string str("Hello,World!");
string subStr = str.substr(3,5);
cout << subStr << endl;


这段代码的输出结果为:"lo,Wo"。

七、访问 string 字符串的元素


可以像 C 语言中一样,将 string 对象当做一个数组,然后使用数组下标的方式来访问字符串中的元素;也可以使用 string.at(index) 的方式来访问元素(索引号从 0 开始):

string str("Hello,World!");
cout << str[1] << endl;      // 使用数组下标的方式访问 string 字符串的元素
cout << str.at(1) << endl;     // 使用 at 索引访问 string 字符串的元素

八、string 对象的查找操作


8.1 使用 string.find() 方法查找字符

find 方法的函数原型如下:

1)从字符串的 pos 位置开始(若不指定 pos 的值,则默认从索引 0 处开始),查找子字符串 str。如果找到,则返回该子字符串首次出现时其首字符的索引;否则,返回

string::npos:

size_type find (const string& str, size_type pos = 0) const;

2)从字符串的 pos 位置开始(若不指定 pos 的值,则默认从索引 0 处开始),查找子字符串 s。如果找到,则返回该子字符串首次出现时其首字符的索引;否则,返回 string::npos:  

size_type find (const char *s, size_type pos = 0) const;

3)从字符串的 pos 位置开始(若不指定 pos 的值,则默认从索引 0 处开始),查找 s 的前 n 个字符组成的子字符串。如果找到,则返回该子字符串首次出现时其首字符的索引;否则,返回 string::npos:

size_type find (const char *s, size_type pos, size_type n);

4)从字符串的 pos 位置开始(若不指定 pos 的值,则默认从索引 0 处开始),查找字符 ch 。如果找到,则返回该字符首次出现的位置;否则,返回 string::npos:

size_type find (char ch, size_type pos = 0) const;

举个查找子字符串的例子(查找字符的代码与这一样,只需要将 find 函数的参数换成字符即可):

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str("cat,dog,cat,pig,little cat,hotdog,little pig,angry dog");
    size_t catPos = str.find("cat",0);

    if (catPos == string::npos) {
        printf("没有找到字符串\n");
        return 0;
    }

    while (catPos != string::npos) {
        cout << "在索引 " << catPos << " 处找到字符串" << endl;
        catPos = str.find("cat", catPos + 1);
    }
    return 0;
}


程序输出结果如下:



  

8.2 string.rfind()

string.rfind() 与 string.find() 方法类似,只是查找顺序不一样, string.rfind() 是从指定位置 pos (默认为字符串末尾)开始向前查找,直到字符串的首部,并返回第一次查找到匹配项时匹配项首字符的索引。换句话说,就是查找子字符串或字符最后一次出现的位置。还是以上面的程序为例,稍作修改:

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str("cat,dog,cat,pig,little cat,hotdog,little pig,angry dog");
    size_t catPos = str.rfind("cat",str.length()-1);

    if (catPos == string::npos) {
        printf("没有找到字符串\n");
        return 0;
    }

    while (catPos != string::npos) {
        cout << "在索引 " << catPos << " 处找到字符串" << endl;
        catPos = str.rfind("cat", catPos - 1);
        if (catPos == 0) {
            cout << "在索引 " << catPos << " 处找到字符串" << endl;
            break;
        }
    }
    return 0;
}


程序输出结果如下:



可以看到,rfind 方法是从字符串末开始查找的。

8.3 string.find_first_of()

string.find_first_of() 方法在字符串中从指定位置开始向后(默认为索引 0 处)查找参数中任何一个字符首次出现的位置。举个例子说明:

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str("cat,dog,cat,pig,little cat,hotdog,little pig,angry dog");
    size_t pos = str.find_first_of("zywfgat");

    if (pos == string::npos) {
        printf("没有匹配到\n");
        return 0;
    }
    else
        cout << "在索引 " << pos << " 处匹配到" << endl;

    return 0;
}


程序输出结果是:在索引 1 处匹配到。所查找的字符串 zywfgat 中,第一次出现在字符串 str 中的字符是 'a',该字符在 str 中的索引是 1.

8.4 string.find_last_of()

string.find_last_of() 方法在字符串中查找参数中任何一个字符最后一次出现的位置(也就是从指定位置开始往前查找,第一个出现的位置)。

8.5 string.find_first_not_of()

string.find_first_not_of() 方法在字符串中查找第一个不包含在参数中的字符。

8.6 string.find_last_not_of()

string.find_last_not_of() 方法在字符串中查找最后一个不包含在参数中的字符(从指定位置开始往前查找,第一个不包含在参数中的字符)。

九、string 对象的插入和删除操作


9.1 使用 string.insert() 进行插入操作

函数原型如下:

string&insert(size_t pos,const string&str);   // 在位置 pos 处插入字符串 str

string&insert(size_t pos,const string&str,size_t subpos,size_t sublen); // 在位置 pos 处插入字符串 str 的从位置 subpos 处开始的 sublen 个字符

string&insert(size_t pos,const char * s);    // 在位置 pos 处插入字符串 s

string&insert(size_t pos,const char * s,size_t n); // 在位置 pos 处插入字符串 s 的前 n 个字符

string&insert(size_t pos,size_t n,char c);      // 在位置 pos 处插入 n 个字符 c

iterator insert (const_iterator p, size_t n, char c); // 在 p 处插入 n 个字符 c,并返回插入后迭代器的位置

iterator insert (const_iterator p, char c);       // 在 p 处插入字符 c,并返回插入后迭代器的位置


举个例子:

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str("abcdefgh");
    str.insert(1,"INSERT");        // 在位置 1 处插入字符串 "INSERT"
    cout << str << endl;

    str.insert(10, 5, 'A');        // 在位置 10 处插入 5 个字符 'A'
    cout << str << endl;
    return 0;
}


输出结果如下:



9.2 使用 string.erase() 进行元素删除操作

函数原型如下:

string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);   // 删除从 pos 处开始的 n 个字符

iterator erase (const_iterator p);            // 删除 p 处的一个字符,并返回删除后迭代器的位置

iterator erase (const_iterator first, const_iterator last); // 删除从 first 到 last 之间的字符,并返回删除后迭代器的位置


举个例子:

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str("Hello,World!");
    str.erase(5,6);                    // 删除从索引位置 5 开始的 6 个字符
    cout << "str 为:" << str << endl;

    return 0;
}


关于 erase() 函数的用法可以参考 https://www.cnblogs.com/liyazhou/archive/2010/02/07/1665421.html

十、string 对象的一些其他操作


10.1 使用 getline() 函数来获取 string 输入

string str;

getline(cin,str);    // 从输入流中读取一行数据到 str


10.2 使用 empty() 函数判断字符串是否为空

string str;

if(str.empty()){
    cout << "字符串为空" << endl; 
}


string.empty() 函数,若字符串为空,则返回真,否则返回假。

10.3 使用 swap 函数交换两个字符串

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string str1 = "hello,world!";
    string str2 = "HELLO,WORLD!";

    str1.swap(str2);

    cout << str1 << endl;
    cout << str2 << endl;

    return 0;
}



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